Model Pengeringan Lapisan Tipis Cengkeh (Syzygium aromaticum) 1) ISHAK (G ) 2) JUNAEDI MUHIDONG dan I.S. TULLIZA 3) ABSTRAK

Transkripsi

1 Model Pengeringan Lapisan Tipis Cengkeh (Syzygium aromaticum) ) ISHAK (G ) 2) JUNAEDI MUHIDONG dan I.S. TULLIZA 3) ABSTRAK Perbedaan pola penurunan kadar air pada pengeringan lapis tipis cengkeh terjadi akibat perbedaan kecepatan udara. Penelitian lapisan tipis ini menggunakan bahan varietas cengkeh merah dan cengkeh hijau yang diperoleh dari desa Palangka kabupaten Sinjai Sulawesi Selatan. Dengan alat pengering tray dryer, cengkeh dikeringkan dengan menggunakan variasi kecepatan udara (.5 m/s,. m/s, dan.5 m/s untuk pengeringan lapisan tipis). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan udara pengeringan, maka semakin cepat laju pengeringan baik pada sampel merah maupun sampel hijau. Sampel dengan kecepatan udara.5 m/s membutuhkan waktu pengeringan yang lebih lama (mencapai sekitar 27 jam) untuk mencapai kadar air kesetimbangan dibandingkan dengan sampel dengan kecepatan. m/s dan.5 m/s. Ada tiga jenis model pengeringan yang diuji untuk mendeteksi perilaku MR. Ketiga model yang dimaksud adalah model Newton, model Henderson dan Pabis, dan model Page. Persamaan model Page untuk tiga level suhu dan dua sampel yang berbeda menunjukkan nilai R 2 yang lebih besar dibandingkan dengan dua persamaan model lainnya yaitu model Newton dan Henderson-Pabis. Hal ini menunjukkan bahwa model Page adalah model terbaik untuk merepresentasikan karena memiliki nilai kesesuaian yang besar terhadap karakteristik pengeringan lapisan tipis cengkeh. Kata Kunci : Cengkeh, Model Page, Kadar air, Pengeringan Lapisan Tipis. Latar Belakang I. PENDAHULUAN Penanganan pasca panen cengkeh ditingkat petani dilakukan secara tradisional, perontokan bunga dilakukan dengan tangan sehingga memerlukan waktu yang lama. Untuk itu pengeringan harus segera dilakukan setelah pemanenan karena keterlambatan pengeringan dapat berakibat buruk terhadap mutunya. Dengan kondisi tersebut maka perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan sebuah model pengeringan yang mampu mempresentase perilaku cengkeh selama pengeringan..2 Tujuan dan Kegunaan Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mendapatkan model pengeringan lapisan tipis yang sesuai dengan karakteristik cengkeh. Kegunaan dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan dan referensi dasar peneringan cengkeh. 2. Tanaman cengkeh II. TINJAUAN PUSTAKA Cengkeh (Syzygium aromaticum, syn. Eugenia aromaticum), dalam bahasa Inggris disebut cloves, adalah tangkai bunga kering beraroma dari suku Myrtaceae. Cengkeh adalah tanaman asli Indonesia, banyak digunakan sebagai bumbu masakan pedas di negara-negara Eropa, dan sebagai bahan utama rokok kretek khas Indonesia. Cengkeh juga digunakan sebagai bahan dupa di Tiongkok dan Jepang. Minyak cengkeh digunakan untuk aromaterapi dan juga untuk mengobati sakit gigi. Cengkeh banyak diperoleh di Kepulauan Banda, dan juga tumbuh subur di Madagaskar, Zanzibar, India, dan Sri Lanka (Anonim a, 23). 2.2 Konsep dasar pengeringan Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas (Taib et al., 988). Dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini kandungan uap air udara lebih sedikit atau dengan kata lain udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah, sehingga terjadi penguapan (Taib et al., 988). 2.3 Kadar air Kadar air bahan menunjukkan banyaknya kandungan air persatuan bobot bahan. Dalam hal ini terdapat dua metode untuk menentukan kadar air bahan tersebut yaitu berdasarkan bobot kering (dry basis) dan berdasarkan bobot basah (wet basis) (Taib et al., 988). Struktur bahan secara umum dapat didasarkan pada kadar air yang biasanya ditunjukkan dalam persentase kadar air basis basah atau basis kering. Kadar air basis basah (M wb ) banyak digunakan dalam penentuan harga pasar sedangkan kadar air basis kering (M db ) digunakan dalam bidang teknik (Brooker et al., 974). Persamaan dalam penentuan kadar air adalah sebagai berikut : (Brooker et al., 974) M db = () Keterangan : M db = kadar air basis kering (%) W t = berat total (gram) W d = berat padatan (gram). Makalah yang disajikan dalam Seminar Hasil Penelitian Prodi Keteknikan Pertanian UNHAS 2. Mahasiswa Jurusan Teknologi Pertanian, Unhas 3. Dosen Jurusan Teknologi Pertanian, Unhas

2 M wb = (2) Keterangan : M wb = kadar air basis basah (%) 3.3 Prosedur Penelitian Mulai W t = berat total (gram) W d = berat padatan (gram) Sampel merah dan sampel hijau Penimbangan kawat kasa tanpa bahan 3. Waktu dan Tempat III. METODOLOGIPENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober- November 22, bertempat di Laboratorium Prosessing Program Studi Keteknikan Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar. 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat pengering tray dryer model EH-TD-3 Eunha Fluid Science, desikator, timbangan digital (ketelitian. g), kertas label, plastik kedap udara, kulkas, cawan petri dan anemometer. Bahan yang digunakan cengkeh merah dan hijau yang diperoleh dari desa Palangka, kecamatan Sinjai- Selatan, kabupaten Sinjai, dan air mineral. Memisahkan sampel cengkeh merah dan hijau Memasukkan sampel cengkeh masing-masing kedalam kawat kasa Penimbangan kawat kasa yang telah berisi bahan Pengeringan dengan tray dryer dengan suhu 45 C dan kecepatan udara masing-masing.5 m/s,. m/s dan.5 m/s Pengukuran berat bahan untuk masing-masing sampel setiap 3 menit Menyimpan bahan dalam desikator setelah pengukuran selama 8 jam (maksimal) setiap hari Berat bahan = konstan Jika tidak Bahan dimasukkan kedalam oven selama 72 jam pada suhu 5 C untuk mendapatkan berat akhir Pengukuran berat akhir selesai Gambar. Bagan Alir Prosedur Penelitian 4.Kadar Air IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah melakukan penelitian pengeringan cengkeh dengan dua sampel yang berbeda (cengkeh merah dan hijau) dengan suhu pengeringan sekitar 45 C dan kecepatan udara masuk dengan menggunakan variasi suhu kecepatan udara (.5 m/s,. m/s, dan.5 m/s untuk pengeringan lapisan tipis), maka diperoleh pola penurunan kadar air (basis basah dan basis kering) seperti disajikan pada Gambar 2 sampai gambar 5 Page 2

3 KA (% BK) V=.5 V=. V=.5 KA (% BB) V=.5 V=. V=.5. Gambar 2. KA (% BK) Pola Penurunan KA-bk Selama Proses Pengeringan untuk Sampel Merah 2 4 V=.5 V=. V=.5 Gambar 3. Pola Penurunan KA-bk Selama Proses Pengeringan untuk Sampel Hijau Gambar 4. Pola Penurunan KA-bb Selama Proses Pengeringan untuk Sampel Merah KA (% BB) V=.5 V=. V=.5 Gambar 5. Pola Penurunan KA-bb Selama Proses Pengeringan untuk Sampel Hijau Gambar 2 sampai 5 menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan udara pengeringan, maka semakin cepat laju pengeringan baik pada sampel merah maupun sampel hijau. Selain itu, gambar diatas menunjukkan bahwa sampel dengan kecepatan udara.5 m/s membutuhkan waktu pengeringan yang lebih lama (mencapai sekitar 27 jam) untuk mencapai kadar air kesetimbangan dibandingkan dengan sampel denan kecepatan. m/s dan.5 m/s. Hal lainnya yang ditunjukkan oleh gambar diatas adalah penurunan kadar air untuk sampel merah cenderung lebih cepat konstan atau mencapai kadar air kesetimbangan dibandingan dengan sampel hijau. Pada grafik tersebut, Page 3

4 terlihat jelas bahwa kecepatan udara pengeringan mempengaruhi laju penurunan kadar air bahan dimana kecepatan udara yang lebih tinggi akan cenderung mempercepat proses pengeringan bahan pangan menuju kadar air kesetimbangan Pola Penuruna Moisture Ratio (MR) Pola Moisture Ratio (MR) mengikuti perubahan kadar air yang disajikan pada Gambar 6 dan Model Pengeringan Ada tiga jenis model pengeringan yang diuji untuk mendeteksi perilaku MR pada penelitian ini. Ketiga model yang dimaksud adalah model Newton, model Henderson dan Pabis, dan model Page seperti disjaikan pada Tabel. Tabel. Daftar Model Pengeringan Lapisan Tipis yang Diuji.2 Model Newton Henderson & Pabis Page Bentuk eksponensial MR= exp (-kt) MR= a exp MR= exp (-kt n ) MR Gambar 6. Pola MR selama Proses Pengeringan untuk Sampel Merah MR Waktu Pengeringan (jam) 2 4 Waktu Pengeringan (jam) Gambar 7. Pola MR selama Proses Pengeringan untuk Sampel Hijau v=.5 v=. v=.5 v=.5 v=. v=.5 Gambar 6 dan 7 terlihat bahwa pola penurunan MR sejalan dengan pola penurunan kadar air basis kering (KA-bk). Hal ini terjadi karena MR dihitung dari perubahan KA-bk. Pola MR ini selanjutnya digunakan untuk menentukan model pengeringan lapisan tipis terbaik untuk cengkeh merah dan hijau. Nilai konstanta k, a, dan n ditentukan dengan menggunakan MS Excel Solver. Analisisnya didasarkan pada usaha untuk meminimalkan total kuadrat dari selisih antara MRprediksi dan MRpengamatan. Untuk analisis ini, Solver akan secara otomatis mencari nilai konstanta yang ada pada model terkait sehingga total kuadrat selisih tadi minimal. Nilai konstanta untuk masing-masing model yang diuji disajikan pada Tabel 2 berikut. Tabel 2. Hasil Analisa Model Persamaan Sampel Merah Model Kecepatan Udara k a n R² Newton V=.5 m/s Henderson & Pabis V=. m/s V=.5 m/s V=.5 m/s V=. m/s V=.5 m/s Page V=.5 m/s V=. m/s V=.5 m/s Sumber: Data primer setelah diolah, 23 Tabel 3. Hasil analisa model persamaan sampel hijau Kecepatan Model Udara K a n R² Newton V=.5 m/s Henderson & Pabis V=. m/s V=.5 m/s V=.5 m/s V=. m/s V=.5 m/s Page V=.5 m/s V=. m/s V=.5 m/s Sumber: Data primer setelah diolah, 23 Page 4

5 Tabel 4 menunjukkan persamaan model Page untuk tiga level suhu dan dua variasi yang berbeda menunjukkan nilai R 2 yang lebih besar dibandingkan dengan dua persamaan model lainnya yaitu model Newton dan Henderson-Pabis. Hal ini menunjukkan bahwa model Page adalah model terbaik untuk merepresentasikan karena memiliki nilai kesesuaian yang besar terhadap karakteristik pengeringan lapisan tipis cengkeh. Konstanta pengeringan (k dan n) pada sampel merah dan hijau dapat dilihat pada table berikut: Tabel 4. Konstanta Pengeringan Sampel Merah dan Sampel Hijau Model Page y =.2x R² =.996 Series Linear (Series) PERLAKUAN K n R² Sampel Merah V =.5 m/s V =. m/s V =.5 m/s Sampel Hijau V =.5 m/s V =. m/s V =.5 m/s Sumber: Data Primer Setelah Diolah, Hubungan antara Model Page dengan Data Pengamatan Berdasarkan nilai konstanta k dan n dari Tabel 4, prediksi nilai MR dihitung untuk setiap kecepatan udara (.5 m/s,. m/s,.5 m/s) dan jenis sampel cengkeh (sampel merah dan sampel hijau). Selanjutnya, hasil MR prediksi yang diperoleh digrafikkan bersama nilai MR hasil pengamatan. Grafik ini dapat dilihat pada Gambar 8, dan 2 untuk sampel merah dan Gambar 9, dan 3 untuk sampel hijau. Grafik tersebut menunjukkan selisih antara nilai prediksi model Page dengan hasil pengamatan yang kecil sebagaimana ditunjukkan dengan nilai slope yang mendekati. dan R 2 yang juga mendekati.. Gambar 9. Grafik Hubungan Model Page dengan Data Pengamatan untuk Sampel Hijau Pada Kecepatan Udara.5 m/s y =.9x R² =.997 Series Linear (Series) y =.9x R² =.998 Series Linear (Series) Gambar. Grafik Hubungan Model Page dengan Data Pengamatan untuk Sampel Merah Pada Kecepatan Udara. m/s Gambar 8. Grafik Hubungan Model Page Dengan Data Pengamatan untuk Sampel Merah Pada Kecepatan Udara.5 m/s Page 5

6 .2.2 y =.4x R² =.995 y =.5x R² = Series Linear (Series) MR prediksi.6.4 Series Linear (Series) MR pengamatan Gambar. Grafik Hubungan Model Page dengan Data Pengamatan untuk Sampel Hijau Pada Kecepatan Udara. m/s Gambar 3. Grafik Hubungan model Page dengan data pengamatan untuk sampel hijau pada kecepatan udara.5 m/s y =.7x R² = Series Linear (Series) Gambar 2. Grafik Hubungan Model Page dengan Data Pengamatan untuk Sampel Merah Pada Kecepatan Udara.5 m/s V.PENUTUP 5. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pada pengeringan lapisan tipis cengkeh (cengkeh merah dan cengkeh hijau) dapat disimpulkan bahwa model pengeringan yang paling sesuai adalah model Page. DAFTAR PUSTAKA Anonim a.23.pasca panen cengkeh ngkeh-panen.htm. (Februari 23) Brooker, D. B., F. W. Bakker-arkema and C. W. Hall, 974. Drying Cereal Grains. The AVI publishing Company, Inc. Wesport. Taib, G., Gumbira Said, dan S. Wiraatmadja Operasi Pengeringan pada Pengolahan Hasil Pertanian. PT Mediyatama Sarana Perkasa. Jakarta. Meisami, asl E., S. Rafiee, A. Keyhani and A. Tabatabaeefar, 29. Mathematical Modeling of Moisture Content of Apple Slices (Var. Golab) During Drying. Department of Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Biosystems Engineering,University of Tehran, Karaj, Iran. Pakistan Journal of Nutrition 8 (6): Page 6

7 Page 7